KR101132620B1 - Method and apparatus for scheduling in orthogonal frequency division multiple access system - Google Patents

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Abstract

종래의 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 시스템에서의 부채널 할당 기술은, 상향 링크 부채널 할당에서 하향 링크 할당방식과 동일한 방법을 이용하기 때문에, PAPR(Peak-to-Average Power Ratio)의 증가로 인한 성능 저하가 발생하며, PAPR을 최소화 하기 위해 상향링크 부채널 할당시 제약 조건을 둔다 하더라도, 이산적으로 존재하는 특성이 좋은 부채널들을 특정 이용자에게 할당 할 수 없다는 한계가 있다. 이에 본 발명에서는, 동일 사용자에게 연속적으로 부채널을 할당하는 조건 하에, 상향링크 시스템 용량을 극대화 할 수 있는 스캐쥴링 기법을 제안하고자 한다. 본 발명에서는 채널 품질이 가장 좋은 사용자에게 부채널을 할당하되, 이격된 다른 채널을 할당 받을 수 없는 경우의 손실을 동시에 고려할 수 있는 바, 동일 사용자에게 연속적인 부채널을 할당하면서 전체 시스템 이득을 개선할 수 있다.In the conventional Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA) system, the subchannel allocation technique uses the same method as the downlink allocation scheme in the uplink subchannel allocation, resulting in an increase in Peak-to-Average Power Ratio (PAPR). There is a performance degradation, and even if the constraints are assigned to uplink subchannels in order to minimize PAPR, there is a limitation that subchannels having good discrete characteristics cannot be allocated to a specific user. Accordingly, the present invention proposes a scheduling scheme that can maximize the capacity of an uplink system under the condition of continuously allocating subchannels to the same user. In the present invention, while allocating subchannels to users having the best channel quality, the loss in the case of being unable to allocate other spaced channels can be considered at the same time, thereby improving the overall system gain while allocating consecutive subchannels to the same user. can do.

Description

직교 주파수 분할 다중 액세스 시스템에서의 스케줄링 장치 및 방법{METHOD AND APPARATUS FOR SCHEDULING IN ORTHOGONAL FREQUENCY DIVISION MULTIPLE ACCESS SYSTEM}Scheduling apparatus and method in orthogonal frequency division multiple access system {METHOD AND APPARATUS FOR SCHEDULING IN ORTHOGONAL FREQUENCY DIVISION MULTIPLE ACCESS SYSTEM}

본 발명은 직교 주파수 분할 다중 액세스(Orthogonal Frequency-Division Multiple Access, OFDMA) 시스템에 관한 것으로, 특히 직교 주파수 분할 다중 액세스 시스템에서의 상향링크(up-link)에서 부채널을 효율적으로 할당하여 시스템 용량을 극대화하는데 적합한 직교 주파수 분할 다중 액세스 시스템에서의 스케줄링 장치 및 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to an Orthogonal Frequency-Division Multiple Access (OFDMA) system, and more particularly, to efficiently allocate subchannels in uplink in an orthogonal frequency-division multiple access system. An apparatus and method for scheduling in an orthogonal frequency division multiple access system suitable for maximization.

현재, 차세대 이동통신 시스템의 대표적인 표준 기구인 3GPP LTE(3rd Generation Partnership Project Long-Term Evolution), IEEE(Institute of Electrical & Electronics Engineers) 802.16 계열에서는 직교 주파수 분할 다중 액세스(Orthogonal Frequency-Division Multiple Access, 이하 OFDMA라 함) 방식을 차세대 이동통신 기술로 선정하였는데, 이는 OFDMA 방식이 이동통신 환경에서도 대용량 데이터 트래픽 송수신이 용이하고, 여러 가지 멀티미디어 서비스에 적합하기 때문이다. OFDMA 방식의 특성은, 광대역의 주파수 대역이 여러 개의 부채널로 나누어져 통신하는 방식이며, 변조, 복조가 용이하고, 등화기의 구조가 매우 간단해 지는 장점이 있다. 이러한 OFDMA 시스템 하에서 여러 부채널들을 용량 증대 및 공평성 등을 고려하여 사용자들에게 할당하는 효과적인 스케줄링 방식에 대한 많은 논의가 이루어지고 있다. 특히, 하향링크(down-link)에서는 특정 사용자에게 가장 좋은 채널 특성을 가지는 특정 부채널을 할당하는 스케줄링 방식으로 시스템 용량 최대화를 달성할 수 있다.At present, the most standard organization, 3GPP LTE (3 rd Generation Partnership Project Long-Term Evolution), (Institute of Electrical & Electronics Engineers) IEEE 802.16 -based next generation mobile communication system, an orthogonal frequency division multiple access (Orthogonal Frequency-Division Multiple Access, OFDMA) is selected as a next generation mobile communication technology because the OFDMA method is easy to transmit and receive large data traffic even in a mobile communication environment and is suitable for various multimedia services. The characteristic of the OFDMA scheme is that the wideband frequency band is divided into several subchannels for communication, and it is easy to modulate and demodulate, and the structure of the equalizer is very simple. Many discussions have been made on an effective scheduling method for allocating various subchannels to users under the OFDMA system in consideration of capacity increase and fairness. In particular, in downlink, system capacity can be maximized by a scheduling method of allocating a specific subchannel having the best channel characteristic to a specific user.

그런데, 이와 같은 하향링크 할당 방식을 상향링크(up-link) 스케줄링에 그대로 적용할 경우에는, PAPR(Peak to Average Power Ratio)의 증가로 인한 성능 저하가 발생할 수 있다. 특히, PAPR은 송신기의 전력 증폭과 직접적인 관련이 있기 때문에, 전력 수급이 용이한 기지국보다는 배터리에 의해 수명이 결정되는 단말기의 상향링크 전송 시에 더욱 더 큰 악영향을 주게 된다.However, when the downlink allocation scheme is applied to uplink scheduling as it is, performance degradation may occur due to an increase in Peak to Average Power Ratio (PAPR). In particular, since the PAPR is directly related to power amplification of the transmitter, it has a greater adverse effect on the uplink transmission of the terminal whose life is determined by the battery than the base station which is easy to receive power.

따라서, PAPR를 감소시키기 위해 현재 여러 가지 방식이 고려되고 있으며, 그 중, 한 이용자가 연속적인 부채널들 만을 할당 받을 수 있게 하는 OFDMA의 변형된 형태인 SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access)가 대표적인 방식이다. 이때, 전체 상향링크 부채널들을 직접적으로 할당하여 복잡도를 증가시키기 보다는 일정한 개수의 부채널들을 묶어서 하나의 부채널 블록을 형성하고, 이 부채널 블록들을 각 이용자에게 할당하는 방식을 택한다.Therefore, various schemes are currently considered to reduce PAPR, and among them, Single Carrier Frequency Division Multiple Access (SC-FDMA), which is a modified form of OFDMA that allows one user to be assigned only consecutive subchannels Is the typical way. In this case, rather than directly allocating all uplink subchannels to increase complexity, one subchannel block is formed by grouping a certain number of subchannels, and the subchannel blocks are allocated to each user.

SC-FDMA 방식에서는 임의의 사용자가 반드시 연속적으로 부채널 블록을 할당 받아야 하므로, 일반적인 OFDMA 하향링크의 스케쥴링 방식은 사용할 수 없으며, 이와 같은 제약 조건 하에 유한한 주파수 자원의 효율화(즉, 용량증대)를 위한 보다 효율적으로 부채널 블록을 할당하는 방법이 요구된다.In the SC-FDMA scheme, since any user must be continuously allocated a subchannel block, the general OFDMA downlink scheduling scheme cannot be used, and under such constraints, efficiency of finite frequency resources (ie, capacity increase) can be prevented. There is a need for a method for more efficiently allocating subchannel blocks.

이에 따라 제안된 종래의 스케줄링 기법에서는, 부채널 블록의 수를 이용자 수와 동일하게 유지함으로써, 할당 가능 사용자가 지나치게 제약되는 것을 방지하고, 부채널 블록-할당 사용자 매핑 정보에 대한 오버헤드를 줄일 수 있다. 또한, 채널 품질 상태가 상대적으로 좋은 부채널 블록을 우선적으로 선택함으로써, 시스템 용량을 높일 수도 있다.Accordingly, in the proposed conventional scheduling scheme, the number of subchannel blocks is kept equal to the number of users, thereby preventing the assignable user from being excessively restricted and reducing the overhead of the subchannel block-allocated user mapping information. have. In addition, the system capacity can be increased by preferentially selecting a subchannel block having a relatively good channel quality state.

그러나, 할당할 부채널 블록을 선택하는 과정에서 특정 사용자의 이득만을 계산하여 비교하는 것은 여러 부채널 블록을 다수의 사용자들이 할당 받는 경우에서 최적의 선택으로 간주하기에는 무리가 있다.However, calculating and comparing only gains of a specific user in selecting a subchannel block to be allocated is unreasonable to consider as an optimal choice when a plurality of subchannel blocks are allocated to a plurality of users.

예를 들어, 도 7에 도시한 바와 같이, 3명의 사용자와 3개의 부채널 블록이 있는 상황에서, 기존 방식에 따라 최대 전송률을 갖는 부채널 블록 (a)가 사용자 1에 할당되고, 다음으로 부채널 블록 (b)가 사용자 2에 할당된다고 가정하면, 부채널 블록 (c)가 부채널 블록 (b)와 연속하므로 할당 가능한 사용자는 사용자 2와 사용자 3이며, 부채널 블록 (c)를 기준으로 전송률이 높은 사용자 2가 주파수 블록 (c)를 할당받게 된다.For example, as shown in FIG. 7, in a situation where there are three users and three subchannel blocks, the subchannel block (a) having the maximum data rate according to the conventional scheme is allocated to user 1, and then the secondary channel. Assuming that channel block (b) is assigned to user 2, since subchannel block (c) is contiguous with subchannel block (b), assignable users are user 2 and user 3, based on subchannel block (c). User 2 having a high data rate is allocated a frequency block (c).

이때, 전체 시스템 용량을 극대화 시키는 최적 할당은, 사용자 1이 부채널 블록 (c)를 할당받고, 사용자 2가 부채널 블록 (a), (b)를 연속으로 할당받는 것이다. 이는 기존 방식이 여러 사용자의 부채널 블록 할당 시 시스템의 전제적인 이득과 손실을 고려하지 못하기 때문이다. 또한, 이격되게 위치한 부채널 블록이 선정된 경우, 해당 부채널 블록에서 가장 좋은 채널품질을 갖는 사용자에 한정하여 할당하지 않고, 다른 사용자의 채널품질까지 고려하여 할당하는데, 이때 선정된 부채널 블록이 실제 최고 채널품질을 갖는 사용자에게 할당되지 않을 경우, 선정된 부채널 블록에서 차순위 이하 채널품질을 갖는 사용자에게 할당되므로, 시스템 이득 측면에서 손실을 가져오게 된다.At this time, the optimal allocation for maximizing the total system capacity is that user 1 is allocated the subchannel block (c), and user 2 is allocated the subchannel blocks (a) and (b) in succession. This is because the existing scheme does not consider the prerequisite gains and losses of the system when allocating subchannel blocks of multiple users. In addition, when the subchannel blocks are spaced apart from each other, the allocation is not limited to the user having the best channel quality in the corresponding subchannel block, but is also considered in consideration of the channel quality of another user. If not assigned to the user with the highest channel quality, it is assigned to the user with the next lowest channel quality in the selected subchannel block, resulting in loss in terms of system gain.

따라서, 상향링크 시스템 용량의 극대화를 위해 SC-FDMA의 제약 조건을 준수하면서도 여러 사용자의 부채널 할당을 동시에 고려하고 할당 가능 사용자 집합을 효과적으로 설정하는 스케쥴링 알고리즘이 요구되는 실정이다.
Therefore, in order to maximize the capacity of the uplink system, a scheduling algorithm is required that simultaneously considers subchannel allocation of multiple users and effectively sets an assignable user set while complying with the constraints of SC-FDMA.

이에 본 발명에서는, 직교 주파수 분할 다중 액세스(Orthogonal Frequency-Division Multiple Access, OFDMA) 시스템에서 동일 사용자에게 연속적으로 부채널을 할당하는 제약 조건 하에서, 상향링크 시스템 용량을 극대화할 수 있는 직교 주파수 분할 다중 액세스 시스템에서의 스케줄링 기술을 제안하고자 한다.
Accordingly, in the present invention, orthogonal frequency-division multiple access (OFDM) system in the orthogonal frequency-division multiple access (OFDMA) system under the constraint of allocating subchannels to the same user continuously, orthogonal frequency division multiple access that can maximize the capacity of the uplink system We propose a scheduling technique in the system.

본 발명의 과제를 해결하기 위한 직교 주파수 분할 다중 액세스(Orthogonal Frequency-Division Multiple Access, OFDMA) 시스템에서의 스케줄링 장치에 따르면, 클라이언트 단말의 상향링크 주파수 대역을 기 설정 개수의 부채널 블록으로 분할하고, 분할된 상기 부채널 블록을 구성하는 부채널 블록 구성부와, 상기 부채널 블록들에 대한 채널품질을 측정하며, 측정되는 상기 채널품질을 데이터화하여 임시 저장하는 채널품질 측정부와, 상기 부채널 블록에서 할당 부채널 블록을 선정하고, 선정되는 상기 할당 부채널 블록에서 상기 채널품질이 최대인 클라이언트 단말을 할당 클라이언트 단말로 선정하며, 선정되는 상기 할당 부채널 블록 및 상기 할당 클라이언트 단말에 대한 할당 여부를 결정하는 스케줄링부를 포함할 수 있다.According to a scheduling apparatus in an orthogonal frequency-division multiple access (OFDMA) system for solving the problems of the present invention, the uplink frequency band of the client terminal is divided into a predetermined number of subchannel blocks, A subchannel block constituting unit constituting the divided subchannel block, a channel quality measuring unit for measuring channel quality of the subchannel blocks, and temporarily storing the measured channel quality by data, and the subchannel block Selects an allocated subchannel block, selects a client terminal having the maximum channel quality from the selected subchannel block as an assigned client terminal, and determines whether to allocate the allocated subchannel block and the assigned client terminal. It may include a scheduling unit for determining.

여기서, 상기 부채널 블록은, 스케쥴링 시 부채널 할당 단위이며, 전체 부채널 블록 수가 전체 사용자 수와 동일하게 설정되는 것을 특징으로 할 수 있다.Here, the subchannel block may be a subchannel allocation unit during scheduling, and the total number of subchannel blocks may be set equal to the total number of users.

또한, 상기 채널품질은, SINR(Signal-to-Interference Ratio)을 포함할 수 있다.In addition, the channel quality may include a signal-to-interference ratio (SINR).

또한, 상기 채널품질 측정부는, 상향링크 부채널 블록에 대해 상기 클라이언트 단말의 채널품질을 주기적으로 업데이트할 수 있다.The channel quality measuring unit may periodically update the channel quality of the client terminal with respect to an uplink subchannel block.

또한, 상기 스케줄링부는, 부채널 할당 시점에서 할당 여부를 판별한 미 할당된 부채널 블록에 대해 할당 순위를 계산하고, 계산되는 할당 순위가 최대인 부채널 블록을 상기 할당 부채널 블록으로 선택할 수 있다.The scheduling unit may calculate an allocation rank for an unallocated subchannel block that has been allocated at a subchannel allocation time, and select the subchannel block having the largest allocation rank as the allocated subchannel block. .

또한, 상기 스케줄링부는, 부채널 블록 선정 기준값을 계산하고, 상기 할당 부채널 블록 및 상기 클라이언트 단말을 선정한 후 할당 여부를 판별하며, 판별되는 상기 할당 여부에 따라 상기 할당 부채널 블록 및 상기 할당 클라이언트 단말을 선정할 수 있다.The scheduling unit may calculate a subchannel block selection criterion value, select the allocation subchannel block and the client terminal, and determine whether to allocate the subchannel block, and determine whether to allocate the subchannel block and the client terminal according to the determined allocation. Can be selected.

또한, 상기 할당 여부의 판별은, 단독 부채널 블록 할당 여부를 판별한 후 연속 할당 판별 여부 기준값을 계산하여 연속 부채널 블록 할당 여부를 판별하는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the determination of whether to allocate the information may include determining whether to allocate a continuous subchannel block by determining whether to allocate a single subchannel block and then calculating a continuous allocation discrimination reference value.

또한, 상기 직교 주파수 분할 다중 액세스 시스템에서의 스케줄링 장치는, 상기 스케줄링부를 통해 결정되는 할당 결과에 대해 순차적인 부채널 블록 할당을 위한 갱신 작업을 수행하는 갱신부를 더 포함할 수 있다.The scheduling apparatus in the orthogonal frequency division multiple access system may further include an updater configured to perform an update operation for sequential subchannel block allocation on the allocation result determined by the scheduling unit.

또한, 상기 갱신부는 다음 시점의 부채널 블록 할당을 위해 현재 시점의 할당 결과를 반영하여 각 클라이언트 단말 별 할당 가능 부채널 블록 및 기 할당된 부채널 블록 집합과 미 할당된 부채널 블록 집합을 갱신하는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the updater updates the assignable subchannel block, the pre-allocated subchannel block set, and the unassigned subchannel block set for each client terminal by reflecting the allocation result of the current time point for subchannel block allocation at the next time point. It can be characterized.

본 발명의 과제를 해결하기 위한 직교 주파수 분할 다중 액세스 시스템에서의 스케줄링 방법에 따르면, 상향링크 주파수 대역을 사용자 수에 대응하는 부채널 블록으로 구성하는 과정과, 구성되는 상기 부채널 블록에서 할당 부채널 블록을 선정하는 과정과, 선정되는 상기 할당 부채널 블록에서 채널품질이 최대인 클라이언트 단말을 할당 클라이언트 단말로 선정하는 과정과, 선정되는 상기 할당 부채널 블록 및 상기 할당 클라이언트 단말에 대한 할당 여부를 결정하는 과정을 포함할 수 있다.According to a scheduling method in an orthogonal frequency division multiple access system for solving the problems of the present invention, a process of configuring an uplink frequency band into subchannel blocks corresponding to the number of users, and the allocation subchannel in the subchannel block Selecting a block; selecting a client terminal having a maximum channel quality as the allocated client terminal in the selected subchannel block; and determining whether to allocate the selected subchannel block and the allocated client terminal. It may include the process of doing.

여기서, 상기 할당 부채널 블록을 선정하는 과정은, 미할당 부채널 블록 각각에서 가능 전송률의 차값을 구하여 부채널 블록 선정 기준값을 계산하는 과정을 포함할 수 있다.The selecting of the allocated subchannel block may include calculating a subchannel block selection reference value by obtaining a difference value of possible transmission rates in each unallocated subchannel block.

또한, 상기 할당 부채널 블록을 선정하는 과정은, 상기 가능 전송률의 차값이 최대인 부채널 블록을 후보로 선정하는 과정을 포함할 수 있다.In addition, the selecting of the allocated subchannel block may include selecting a subchannel block having a maximum difference value of the possible data rates as a candidate.

또한, 상기 할당 클라이언트 단말로 선정하는 과정은, 상기 가능 전송률의 차값이 최대인 부채널 블록의 최대 채널품질 클라이언트 단말을 상기 할당 클라이언트 단말로 선정하는 과정을 포함할 수 있다.The selecting of the allocation client terminal may include selecting the maximum channel quality client terminal of the subchannel block having the maximum difference value of the possible transmission rates as the allocation client terminal.

또한, 상기 할당 여부를 결정하는 과정은, 상기 할당 클라이언트 단말에 기 할당된 부채널 블록이 존재하는지를 판단하는 과정과, 상기 기 할당된 부채널 블록이 존재하면 상기 할당 부채널 블록을 상기 할당 클라이언트 단말에게 단독 할당하는 과정과, 상기 기 할당된 부채널 블록이 존재하지 않으면 연속 할당 판별 여부 기준값을 계산하는 과정과, 계산되는 상기 연속 할당 판별 여부 기준값이 상기 가능 전송률의 차값 이상이면 상기 할당 부채널 블록을 상기 기 할당된 부채널 블록에 연속으로 할당하는 과정을 포함할 수 있다.The determining of the allocation may include determining whether a pre-allocated subchannel block exists in the allocating client terminal, and if the pre-allocated subchannel block exists, assigning the allocated subchannel block to the allocating client terminal. Allocating to a single channel, calculating a successive allocation discrimination reference value if the pre-allocated subchannel block does not exist, and if the calculated successive allocation discrimination reference value is greater than or equal to the difference of the possible transmission rates, the allocated subchannel block. It may include the step of sequentially assigning to the pre-allocated subchannel block.

또한, 상기 직교 주파수 분할 다중 액세스 시스템에서의 스케줄링 방법은, 상기 할당 여부를 결정하는 과정 이후에 순차적인 부채널 블록 할당을 위한 부채널 블록 범위를 갱신하는 과정을 더 포함할 수 있다.In addition, the scheduling method in the orthogonal frequency division multiple access system may further include updating a subchannel block range for sequential subchannel block allocation after the determining of the allocation.

또한, 상기 갱신하는 과정은, 클라이언트 단말 별 할당 가능 부채널 블록 범위를 갱신하는 과정과, 할당 가능한 부채널 블록 클라이언트 단말을 갱신하는 과정과, 할당되지 않은 부채널 블록 유무를 확인하는 과정을 포함할 수 있다.The updating may include updating an allocable subchannel block range for each client terminal, updating an allocable subchannel block client terminal, and checking whether there is an unassigned subchannel block. Can be.

또한, 상기 직교 주파수 분할 다중 액세스 시스템에서의 스케줄링 방법은, 상기 할당되지 않은 부채널 블록 유무를 확인하는 과정에서 상기 할당되지 않은 부채널 블록이 존재하면 상기 부채널 블록 선정 기준값을 계산하는 과정으로 피드백하는 과정을 더 포함할 수 있다.
In addition, in the orthogonal frequency division multiple access system, the scheduling method includes: calculating the subchannel block selection reference value when the unassigned subchannel block exists in the process of checking whether the unassigned subchannel block exists. The process may further include.

본 발명에 의하면, 직교 주파수 분할 다중 액세스(Orthogonal Frequency-Division Multiple Access, OFDMA) 시스템의 상향링크에서 적용 가능한 SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access) 시스템에서 전체 데이터 트래픽 용량을 증대시키는 효과가 있다. 구체적으로, 여러 부채널 블록에서의 채널품질 차이값을 비교하여 채널품질이 최대인 이용자를 채널품질 차이값이 최대인 부채널 블록에 먼저 할당하는 방식으로 상향링크 용량을 극대화 할 수 있다. 본 발명에서 제시한 알고리즘은 개별 이용자들에게 음성과 데이터 서비스를 제공하기 위한 직교 주파수 분할 다중 액세스 기반 시스템들 사이에 적용될 뿐만 아니라, 기타 방송 시스템 또는 임의 시스템간 동적 스펙트럼 할당에도 적용될 수 있다.
According to the present invention, there is an effect of increasing the total data traffic capacity in a single carrier frequency division multiple access (SC-FDMA) system applicable to uplink of an orthogonal frequency-division multiple access (OFDMA) system. . Specifically, uplink capacity can be maximized by comparing channel quality difference values in various subchannel blocks by first assigning a user having the maximum channel quality to a subchannel block having the maximum channel quality difference value. The algorithm proposed in the present invention is not only applied between orthogonal frequency division multiple access based systems for providing voice and data services to individual users, but also applied to dynamic spectrum allocation between other broadcasting systems or arbitrary systems.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 직교 주파수 분할 다중 액세스 시스템에서의 스케줄링 장치를 개략적으로 도시한 구성 블록도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 직교 주파수 분할 다중 액세스 시스템에서의 스케줄링 방법을 예시한 흐름도,
도 3은 도 2의 부채널 블록 할당을 위한 갱신 과정의 구체적인 흐름도,
도 4 및 도 5는 사용자 u가 할당 가능한 미할당 부채널 블록 및 기 할당된 부채널 블록 집합의 범위 갱신에 따른 비교 그래프,
도 6은 종래의 스케줄링 방법과 본 발명의 실시예에 따른 스케줄링 방법에서의 부채널 블록 할당 이득을 상호 비교한 도표,
도 7은 종래의 다중 셀 다중 이용자 환경에서의 채널품질 패턴, 예를 들어 3명의 이용자와 3개의 부채널 블록이 있을 경우의 채널품질 패턴을 설명하는 그래프.
1 is a block diagram schematically illustrating a scheduling apparatus in an orthogonal frequency division multiple access system according to an embodiment of the present invention;
2 is a flowchart illustrating a scheduling method in an orthogonal frequency division multiple access system according to an embodiment of the present invention;
3 is a detailed flowchart of an update process for subchannel block allocation of FIG. 2;
4 and 5 are comparison graphs according to range update of an unallocated subchannel block to which user u can be allocated and a previously allocated subchannel block set;
6 is a diagram in which a subchannel block allocation gain is compared between a conventional scheduling method and a scheduling method according to an embodiment of the present invention;
7 is a graph illustrating a channel quality pattern in a conventional multi-cell multi-user environment, for example, when there are three users and three subchannel blocks.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 도면부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Advantages and features of the present invention and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be embodied in various different forms, and the present embodiments merely make the disclosure of the present invention complete, and are common in the art to which the present invention pertains. It is provided to fully inform those skilled in the art of the scope of the invention, which is to be defined only by the scope of the claims. Like numbers refer to like elements throughout.

본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In describing the embodiments of the present invention, if it is determined that a detailed description of a known function or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. In addition, terms to be described below are terms defined in consideration of functions in an embodiment of the present invention, which may vary according to intention or custom of a user or an operator. Therefore, the definition should be made based on the contents throughout the specification.

또한, 각 블록 또는 각 단계는 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또한, 몇 가지 대체 실시예들에서는 블록들 또는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들 또는 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들 또는 단계들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
Also, each block or each step may represent a module, segment, or portion of code that includes one or more executable instructions for executing the specified logical function (s). It should also be noted that in some alternative embodiments the functions noted in the blocks or steps may occur out of order. For example, two blocks or steps shown in succession may in fact be performed substantially concurrently, or the blocks or steps may sometimes be performed in reverse order according to the corresponding function.

실시예의 설명에 앞서, 본 발명의 목적은, 자원할당을 원하는 다중 이용자 각각에 연속된 부채널 블록을 할당해야 하는 상향링크 직교 주파수 분할 다중 액세스(Orthogonal Frequency-Division Multiple Access, 이하 OFDMA라 함) 기반의 싱글 캐리어 FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access, 이하 SC-FDMA라 함) 시스템에서 용량을 극대화하는 자원할당 알고리즘을 제공하는데 있다. 이를 통해, 기 정립된 3GPP LTE(3rd Generation Partnership Project Long-Term Evolution), IEEE(Institute of Electrical & Electronics Engineers) 및 기타 OFDMA 기반 상향링크 표준에 유연하게 적용 가능하며 보다 효율적으로 부채널 블록을 이용자들에게 할당하는 스케쥴링 기법을 제안하여 상향링크 전체 자원을 효과적으로 극대화 하고자 한다.Prior to the description of the embodiments, an object of the present invention is based on uplink Orthogonal Frequency-Division Multiple Access (OFDMA), which requires contiguous subchannel blocks to each of the multiple users who wish to allocate resources. The present invention provides a resource allocation algorithm that maximizes capacity in a single carrier frequency division multiple access (FDMA) system. Thereby, based sizing the 3GPP LTE (3 rd Generation Partnership Project Long-Term Evolution), IEEE (Institute of Electrical & Electronics Engineers) , and other OFDMA based possible flexibility for the uplink standard, user subchannel blocks more efficiently We propose a scheduling scheme for allocating them to effectively maximize uplink resources.

본 발명의 실시예에서는, 전체 부채널 블록의 개수를 전체 이용자 수와 동일하게 유지하면서, 할당할 부채널 블록을 선정하고 선정된 부채널 블록을 할당 받을 사용자를 정할 수 있다. 할당할 부채널 블럭의 순서를 정함에 있어, 각 부채널 블록에서 최고 순위의 전송 가능 품질과 차 순위의 전송 가능 품질의 차값을 기준으로 할 수 있다. 즉, 각 주파수 블록에서 채널품질이 1순위인 사용자의 채널품질과 2순위인 사용자의 채널품질간의 차이를 계산하여 그 값이 큰 부채널 블록을 우선 선택하고, 선택된 부채널 블록에 채널품질이 최대인 사용자를 할당할 수 있다. 이로써, 단순한 개별 부채널 블록 단위 시스템 이득 비교가 아니라 다수 부채널 블록의 다중 사용자 할당에 대한 상호 이득과 손실을 반영한 기법으로 전체 시스템 용량에서의 개선을 기대할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the number of subchannel blocks to be allocated can be selected while the number of all subchannel blocks is the same as the total number of users, and a user to be assigned the selected subchannel block can be determined. In determining the order of subchannel blocks to be allocated, the difference between the highest transmittable quality and the highest rank transmittable quality in each subchannel block may be based on a difference value. That is, in each frequency block, the difference between the channel quality of the user whose channel quality is the first and the channel quality of the user whose channel quality is the second is calculated, and the subchannel block having the largest value is selected first. User can be assigned. As a result, it is possible to expect an improvement in overall system capacity by using a method that reflects mutual gain and loss for multiple user allocation of a plurality of subchannel blocks, rather than simply comparing the system gains of individual subchannel block units.

또한, 본 발명의 실시예에서는, 추가 할당할 부채널 블록이 기 할당한 부채널 블록과 이격된 경우, 기 할당된 부채널을 할당 받은 사용자의 할당할 부채널 블록과 중간에 위치한 부채널 블록의 채널 품질을 고려하여 해당 부채널 블록의 할당 여부를 결정하도록 하여 시스템 용량 성능을 개선할 수 있다. 이는 이산하여 위치하는 특성이 좋은 부채널 블록을 포함하여 할당할 경우의 이득을 추가로 반영할 수 있는 장점이 있다.Further, according to an embodiment of the present invention, when the subchannel block to be additionally allocated is spaced apart from the pre-assigned subchannel block, the subchannel block to be allocated between the subchannel block to be allocated by the user who has been allocated the subchannel and the subchannel block to be allocated. System capacity performance can be improved by determining whether to allocate the corresponding subchannel block in consideration of channel quality. This has the advantage of additionally reflecting the gain in the case of allocation including subchannel blocks having good discretely located characteristics.

이와 같이 할당한 부채널 블록 선택과 할당 가능 사용자 집합의 선정으로 인해, 연속적으로 부채널 블록을 할당해야 하는 SC-FDMA의 제한조건을 만족시키면서, 앞에 언급한 부채널 블록의 최대값만을 할당할 때의 시스템 전체 용량의 저하를 방지할 수 있다.Due to the selection of the allocated subchannel blocks and the selection of assignable user sets, when allocating only the maximum value of the aforementioned subchannel blocks while satisfying the SC-FDMA constraint of allocating the subchannel blocks continuously. It is possible to prevent the degradation of the total capacity of the system.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 OFDMA 시스템에서의 스케줄링 장치에 대한 개략적인 구성도로서, 채널품질 측정부(102), 부채널 블록 구성부(104), 스케줄링부(106), 갱신부(108) 등을 포함할 수 있다.1 is a schematic configuration diagram of a scheduling apparatus in an OFDMA system according to an embodiment of the present invention. The channel quality measurement unit 102, the subchannel block configuration unit 104, the scheduling unit 106, and the updating unit ( 108) and the like.

도 1에 도시한 바와 같이, 채널품질 측정부(102)는 클라이언트 단말(도시 생략됨)의 상향링크 주파수 대역 전체의 부채널 블록들에 대한 채널품질(또는 SINR(Signal-to-Interference Ratio))을 측정하는 역할을 하며, 측정되는 채널품질을 데이터화 하여 별도의 저장매체 내에 임시 저장할 수 있다. 이러한 채널품질 측정부(102)는 모든 상향링크 부채널 블록에 대해 모든 클라이언트 단말들의 채널품질을 주기적으로 업데이트 할 수 있다.As illustrated in FIG. 1, the channel quality measurement unit 102 may determine channel quality (or signal-to-interference ratio (SINR)) for subchannel blocks of the entire uplink frequency band of a client terminal (not shown). It measures the quality of the measured channel and can be temporarily stored in a separate storage media by measuring the channel quality. The channel quality measurement unit 102 may periodically update the channel quality of all client terminals for all uplink subchannel blocks.

부채널 블록 구성부(104)는 전체 상향 링크 주파수 대역을 일정 개수의 부채널 블록으로 분할함으로써, 분할된 상향 링크 주파수 대역의 부채널 블록을 구성하는 역할을 할 수 있다. 이때, 구성되는 부채널 블록은, 스케쥴링 시 부채널 할당 단위가 되며, 전체 부채널 블록 수는 전체 사용자 수와 동일하게 설정될 수 있다.The subchannel block configuration unit 104 may serve to configure a subchannel block of the divided uplink frequency band by dividing the entire uplink frequency band into a predetermined number of subchannel blocks. In this case, the configured subchannel block becomes a subchannel allocation unit during scheduling, and the total number of subchannel blocks may be set equal to the total number of users.

스케줄링부(106)는 본 발명의 실시예에 따라 매 부채널 할당 시점에서 할당 여부를 판별한 미 할당된 부채널 블록에 대해 할당 순위를 계산하여 그 값이 최대인 부채널 블록을 할당 부채널 블록으로 선정하고, 선정된 할당 부채널 블록에서 채널 품질이 최대인 사용자를 할당 사용자로 선택하며, 선택된 할당 부채널 블록과 사용자에 대해 판별식(하기에 기술하기로 함)을 통해 할당 여부를 결정할 수 있다. 이러한 스케줄링부(106)의 할당 부채널 블록 및 할당 사용자를 선정하는 기능은, 세부적으로 부채널 블록 선정 기준값 계산 기능, 할당 부채널 블록 및 사용자 선정 기능, 할당 여부 판별 기능, 할당 기능 등을 포함할 수 있다. 여기서, 할당 여부 판별 기능은, 단독 부채널 블록 할당 여부 판별 기능, 연속 할당 판별 여부 기준값 계산 기능, 연속 부채널 블록 할당 여부 판별 기능 등을 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the scheduling unit 106 calculates an allocation rank for an unallocated subchannel block that has been allocated at every subchannel allocation time, and allocates a subchannel block having a maximum value to the subchannel block. The user who has the maximum channel quality in the selected allocated subchannel block is selected as the assigning user, and whether to assign the selected subchannel block and the user is determined through a discriminant (described below). have. The function of selecting the allocation subchannel block and the allocation user of the scheduling unit 106 may include a subchannel block selection reference value calculation function, an allocation subchannel block and a user selection function, an allocation determination function, an allocation function, and the like in detail. Can be. Here, the allocation determination function may include a single subchannel block allocation determination function, a continuous allocation determination reference value calculation function, a continuous subchannel block allocation determination function, and the like.

갱신부(108)는 스케줄링부(106)를 통해 결정되는 할당 결과에 대해 순차적인 부채널 블록 할당을 위한 갱신 작업을 수행할 수 있다. 구체적으로, 갱신부(108)는 다음 시점의 부채널 블록 할당을 위해 현재 시점의 할당 결과를 반영하여 각 사용자 별 할당 가능 부채널 블록 및 기 할당된 부채널 블록 집합과 미 할당된 부채널 블록 집합을 갱신하는 역할을 할 수 있다.
The updater 108 may perform an update operation for sequential subchannel block allocation on the allocation result determined by the scheduling unit 106. In detail, the updater 108 may allocate an assignable subchannel block, a pre-assigned subchannel block set, and an unassigned subchannel block set for each user by reflecting an allocation result of the current time point for subchannel block allocation at a next time point. It can play a role of updating.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 OFDMA 시스템에서의 스케줄링 과정을 예시적으로 설명하는 흐름도이다.2 is a flowchart illustrating a scheduling process in an OFDMA system according to an embodiment of the present invention.

도 2의 실시예는 SC-FDMA 기반 시스템에 적용할 경우의 전체 동작 과정을 예시한 것으로, 모든 상향링크 주파수 대역 전체는 3GPP LTE 표준규약처럼 일정한 개수의 부채널 블록으로 미리 분할되어 있음을 전제로 한다. 또한, 전체 BS(Base-Station)들과 중앙 시스템은 모든 클라이언트 단말의 상향링크 주파수 대역 전체의 부채널 블록들의 SINR값 또는 채널품질을 채널품질 측정부(102)를 통해 미리 파악하고 있으며, 각각의 클라이언트 단말은 주기적으로 모든 부채널 블록의 해당 SINR 값 또는 채널품질을 해당 기지국에게 보고하여 주기적으로 전체 시스템이 모든 상향링크 부채널 블록에 대해 모든 이용자들의 전송율을 적절하게 업데이트 할 수 있는 것으로 가정한다.The embodiment of FIG. 2 illustrates an overall operation process when applied to an SC-FDMA-based system, assuming that all uplink frequency bands are pre-divided into a predetermined number of subchannel blocks as in the 3GPP LTE standard. do. In addition, the base stations (BSs) and the central system all know in advance the SINR values or the channel quality of the subchannel blocks of the entire uplink frequency band of all client terminals through the channel quality measurement unit 102. The client terminal periodically reports corresponding SINR values or channel quality of all subchannel blocks to the corresponding base station, and it is assumed that the entire system can properly update the transmission rates of all users for all uplink subchannel blocks periodically.

1) 부채널 블록 구성 과정(S200)1) Subchannel Block Configuration Process (S200)

부채널 블록은 스케쥴링 시 부채널 할당 단위가 되며, 전체 부채널 블록 수를 사용자 수와 동일하게 설정할 수 있다. 따라서, 전체 부채널 수를

Figure 112010054979953-pat00001
, 사용자 수를
Figure 112010054979953-pat00002
이라고 가정하면, 부채널 블록 수는 사용자 수와 동일하게 형성된다. 이때, 각 부채널 블록에 속하는 부채널 수를 동일하게
Figure 112010054979953-pat00003
로 구성하였다고 가정하면,
Figure 112010054979953-pat00004
Figure 112010054979953-pat00005
보다 작지 않은 최소의 정수가 되고, 부채널 블록
Figure 112010054979953-pat00006
에 속하는 부채널 집합
Figure 112010054979953-pat00007
에 속하는 부채널 인덱스(index)는 다음 [수학식 1]과 같이 표현될 수 있다.The subchannel block becomes a subchannel allocation unit during scheduling, and the total number of subchannel blocks can be set equal to the number of users. Therefore, the total number of subchannels
Figure 112010054979953-pat00001
, The number of users
Figure 112010054979953-pat00002
Is assumed, the number of subchannel blocks is formed equal to the number of users. At this time, the number of subchannels belonging to each subchannel block is equal.
Figure 112010054979953-pat00003
Suppose we configured with
Figure 112010054979953-pat00004
Is
Figure 112010054979953-pat00005
Is the smallest integer that is not less than, and the subchannel block
Figure 112010054979953-pat00006
Set of subchannels belonging to
Figure 112010054979953-pat00007
A subchannel index belonging to may be expressed as Equation 1 below.

Figure 112010054979953-pat00008
Figure 112010054979953-pat00008

2) 할당 부채널 블록 및 사용자 결정 과정((S202)~(S214))2) Allocation Subchannel Block and User Decision Process ((S202) to (S214))

매 부채널 할당 시점에서 할당 여부를 판별한 미 할당된 부채널 블록에 대해 할당 순위를 계산하여 그 값이 가장 큰 부채널 블록을 할당 부채널 블록으로 선정하고, 선정된 부채널 블록에서 채널 품질이 최대인 사용자를 할당 사용자로 선택할 수 있다.An allocation rank is calculated for an unallocated subchannel block that has been allocated at every subchannel allocation time, and the subchannel block having the largest value is selected as the allocated subchannel block. The maximum user can be selected as the assigning user.

이후, 선택된 할당 부채널 블록과 사용자에 대해 판별식을 통해 할당 여부를 결정할 수 있는데, 할당 부채널 블록 및 사용자 선정 과정은 구체적으로 부채널 블록 선정 기준값 계산 과정(S202), 할당 부채널 블록 및 사용자 선정 과정(S204), 할당 여부 판별 과정(S206)(S210)(S212), 할당 과정(S208)(S214) 등으로 구성될 수 있다.Subsequently, whether to allocate the selected subchannel block and the user may be determined through a discrimination equation. The allocation subchannel block and the user selection process may be specifically performed in the subchannel block selection reference value calculation process (S202), the allocated subchannel block and the user. The selection process (S204), whether or not the allocation process (S206) (S210) (S212), the allocation process (S208) (S214) and the like.

먼저, 부채널 블록 선정 기준값 계산 과정(S202)에서, 기 할당된 부채널 블록을 제외한 부채널 블록의 집합을

Figure 112010054979953-pat00009
, 임의의 사용자
Figure 112010054979953-pat00010
에 할당된 부채널 블록을
Figure 112010054979953-pat00011
, 각 사용자에 최대로 허용된 사용 전력을
Figure 112010054979953-pat00012
, 부채널 블록
Figure 112010054979953-pat00013
에서
Figure 112010054979953-pat00014
번째 높은 채널 품질을 갖는 사용자를
Figure 112010054979953-pat00015
로 각각 가정하면, 아직까지 할당되지 않은 부채널 블록
Figure 112010054979953-pat00016
에서 현재시점까지 할당받은 부채널 블록이 없는(즉,
Figure 112010054979953-pat00017
일 경우) 사용자
Figure 112010054979953-pat00018
의 가능 전송률
Figure 112010054979953-pat00019
는 다음 [수학식 2]와 같이 표현될 수 있다.First, in the subchannel block selection reference value calculation process (S202), a set of subchannel blocks other than the pre-allocated subchannel block is determined.
Figure 112010054979953-pat00009
, Any user
Figure 112010054979953-pat00010
Subchannel block assigned to
Figure 112010054979953-pat00011
, The maximum allowed power for each user
Figure 112010054979953-pat00012
, Subchannel block
Figure 112010054979953-pat00013
in
Figure 112010054979953-pat00014
Users with the highest channel quality
Figure 112010054979953-pat00015
Assuming that each is a subchannel block that has not yet been allocated
Figure 112010054979953-pat00016
Has no subchannel blocks allocated to the current point in time (i.e.
Figure 112010054979953-pat00017
User)
Figure 112010054979953-pat00018
Possible bitrate of
Figure 112010054979953-pat00019
May be expressed as Equation 2 below.

Figure 112010054979953-pat00020
Figure 112010054979953-pat00020

[수학식 2]에서

Figure 112010054979953-pat00021
는 미 할당된 부채널 블록
Figure 112010054979953-pat00022
의 대역폭(bandwidth),
Figure 112010054979953-pat00023
는 사용자
Figure 112010054979953-pat00024
에 인가된 최대 전력,
Figure 112010054979953-pat00025
는 사용자
Figure 112010054979953-pat00026
의 부채널 블록
Figure 112010054979953-pat00027
채널 함수이며,
Figure 112010054979953-pat00028
은 부채널 블록
Figure 112010054979953-pat00029
의 잡음 전력이다.In [Equation 2]
Figure 112010054979953-pat00021
Is an unallocated subchannel block
Figure 112010054979953-pat00022
Bandwidth,
Figure 112010054979953-pat00023
Is a user
Figure 112010054979953-pat00024
Maximum power applied to,
Figure 112010054979953-pat00025
Is a user
Figure 112010054979953-pat00026
Subchannel Block of
Figure 112010054979953-pat00027
Channel function,
Figure 112010054979953-pat00028
Is a subchannel block
Figure 112010054979953-pat00029
Is the noise power.

여기서,

Figure 112010054979953-pat00030
는 임의의 부채널 블록
Figure 112010054979953-pat00031
에서 할당 가능한 사용자 집합으로서, 사용자
Figure 112010054979953-pat00032
에 할당된 또는 할당 가능한 부채널 블록 집합
Figure 112010054979953-pat00033
를 이용하면 다음 [수학식 3]과 같이 표현될 수 있다.here,
Figure 112010054979953-pat00030
Is any subchannel block
Figure 112010054979953-pat00031
The set of users assignable by
Figure 112010054979953-pat00032
Set of subchannel blocks assigned or assignable to
Figure 112010054979953-pat00033
By using Equation 3, Equation 3 can be expressed.

Figure 112010054979953-pat00034
Figure 112010054979953-pat00034

[수학식 3]에서 사용자

Figure 112010054979953-pat00035
에 할당된 부채널 블록이 있을 경우(즉,
Figure 112010054979953-pat00036
일 경우),
Figure 112010054979953-pat00037
는 다음 [수학식 4]와 같이 표현될 수 있다.User in [Equation 3]
Figure 112010054979953-pat00035
If there is a subchannel block assigned to
Figure 112010054979953-pat00036
),
Figure 112010054979953-pat00037
May be expressed as Equation 4 below.

Figure 112010054979953-pat00038
Figure 112010054979953-pat00038

[수학식 4]에서

Figure 112010054979953-pat00039
는 다음 [수학식 5]와 같이 표현될 수 있다.In [Equation 4]
Figure 112010054979953-pat00039
May be expressed as Equation 5 below.

Figure 112010054979953-pat00040
Figure 112010054979953-pat00040

[수학식 5]에서

Figure 112010054979953-pat00041
은 최소 인덱스를 갖는 부채널 블록,
Figure 112010054979953-pat00042
는 최대 인덱스를 갖는 부채널 블록,
Figure 112010054979953-pat00043
는 사용자
Figure 112010054979953-pat00044
에 할당된 부채널 블록 집합
Figure 112010054979953-pat00045
의 원소를 각각 나타낼 수 있다.In [Equation 5]
Figure 112010054979953-pat00041
Is the subchannel block with the smallest index,
Figure 112010054979953-pat00042
Is the subchannel block with the largest index,
Figure 112010054979953-pat00043
Is a user
Figure 112010054979953-pat00044
Set of subchannel blocks assigned to
Figure 112010054979953-pat00045
Each element of can be represented.

미 할당된 부채널 블록

Figure 112010054979953-pat00046
에서 최고 가능 전송률과 차순위 가능 전송률의 차
Figure 112010054979953-pat00047
는 다음 [수학식 6]과 같이 계산될 수 있다.Unallocated Subchannel Block
Figure 112010054979953-pat00046
The difference between the highest possible rate and the next highest possible rate in
Figure 112010054979953-pat00047
May be calculated as shown in Equation 6 below.

Figure 112010054979953-pat00048
Figure 112010054979953-pat00048

다음으로, 할당 부채널 블록 및 사용자 선정 과정(S204)에서, 할당할 부채널 블록

Figure 112010054979953-pat00049
Figure 112010054979953-pat00050
가 최대인 부채널 블록을 선정할 수 있으며, 다음 [수학식 7]에서 구할 수 있다.Next, in the allocation subchannel block and the user selection process (S204), the subchannel block to be allocated
Figure 112010054979953-pat00049
in
Figure 112010054979953-pat00050
A subchannel block having a maximum can be selected, and can be obtained from Equation 7 below.

Figure 112010054979953-pat00051
Figure 112010054979953-pat00051

선정된 부채널 블록

Figure 112010054979953-pat00052
에 대해 다음 [수학식 8]과 같이 최대의 가능 전송률을 갖는 사용자를 할당 사용자로 결정할 수 있다.Selected Subchannel Block
Figure 112010054979953-pat00052
For Equation 8, a user having the maximum possible transmission rate may be determined as an allocated user as shown in Equation 8 below.

Figure 112010054979953-pat00053
Figure 112010054979953-pat00053

할당 여부 판별 과정(206)(S210)(S212)은, 예를 들어,

Figure 112010054979953-pat00054
Figure 112010054979953-pat00055
를 할당하는 방법으로
Figure 112010054979953-pat00056
를 단독적으로 할당하는 경우와
Figure 112010054979953-pat00057
가 포함된 연속적인 부채널 블럭을 할당하는 경우로 구분할 수 있다.For example, the allocation process determining step 206 (S210) (S212) is, for example,
Figure 112010054979953-pat00054
on
Figure 112010054979953-pat00055
By assigning
Figure 112010054979953-pat00056
Assigning to
Figure 112010054979953-pat00057
It can be classified as a case of allocating a contiguous subchannel block including.

먼저, 단독 부채널 블록 할당 여부 판별 과정(S206)에서는, 예를 들어,

Figure 112010054979953-pat00058
에 기 할당된 부채널 블록이 존재하지 않는지(조건1)를 확인할 수 있다. 조건1이 만족되면 후술하는 과정(S208)을 통해
Figure 112010054979953-pat00059
Figure 112010054979953-pat00060
에 단독적으로 할당할 수 있는데, 이때의 조건1은 다음 [수학식 9]와 같이 표현될 수 있다.First, in the process of determining whether to allocate a single subchannel block (S206), for example,
Figure 112010054979953-pat00058
It can be checked whether there is no subchannel block previously allocated (condition 1). If condition 1 is satisfied, the following process (S208)
Figure 112010054979953-pat00059
To
Figure 112010054979953-pat00060
In this case, condition 1 may be expressed as Equation 9 below.

Figure 112010054979953-pat00061
Figure 112010054979953-pat00061

조건1이 아닌 경우 단독 할당이 아닌 연속 할당의 경우에 해당하며 다음과 같이 연속 할당 판별 여부 기준 값 계산 과정(S210)을 수행할 수 있다.If it is not condition 1, it corresponds to a case of continuous allocation instead of single allocation, and the process of calculating the reference value for determining successive allocation can be performed as follows.

조건1이 만족하지 않을 경우

Figure 112010054979953-pat00062
를 사용자에게 단독적으로 할당하지 않는 대신에 기 할당된 부채널 블록
Figure 112010054979953-pat00063
Figure 112010054979953-pat00064
사이의 모든 부채널 블록을 연속적으로 할당할 경우 이득에 따라 해당 범위의 부채널 블록을 연속적으로 할당할 지를 판별할 수 있다.If condition 1 is not satisfied
Figure 112010054979953-pat00062
Instead of assigning to the user alone, the pre-allocated subchannel block
Figure 112010054979953-pat00063
Wow
Figure 112010054979953-pat00064
When all subchannel blocks in between are continuously allocated, it is possible to determine whether to sequentially allocate subchannel blocks of the corresponding range according to the gain.

이때,

Figure 112010054979953-pat00065
Figure 112010054979953-pat00066
를 포함하지 않은
Figure 112010054979953-pat00067
Figure 112010054979953-pat00068
사이의 부채널 블록 집합을
Figure 112010054979953-pat00069
라 하고,
Figure 112010054979953-pat00070
를 모두
Figure 112010054979953-pat00071
에 할당할 경우의 가능 전송률과
Figure 112010054979953-pat00072
Figure 112010054979953-pat00073
를 제외한 사용자 중 최대 전송률을 갖는 할당 가능 사용자에게 할당할 경우의 가능 전송률의 차이
Figure 112010054979953-pat00074
는 다음 [수학식 10]과 같이 표현될 수 있다.At this time,
Figure 112010054979953-pat00065
Wow
Figure 112010054979953-pat00066
Does not contain
Figure 112010054979953-pat00067
Wow
Figure 112010054979953-pat00068
Subchannel block set between
Figure 112010054979953-pat00069
,
Figure 112010054979953-pat00070
All of
Figure 112010054979953-pat00071
Is available when you assign to
Figure 112010054979953-pat00072
To
Figure 112010054979953-pat00073
Difference in Available Bit Rate when Allocating to Assignable User with Maximum Transfer Rate Among Users
Figure 112010054979953-pat00074
May be expressed as Equation 10 below.

Figure 112010054979953-pat00075
Figure 112010054979953-pat00075

[수학식 10]에서,

Figure 112010054979953-pat00076
는 다음 [수학식 11]과 같이 계산될 수 있다.In Equation 10,
Figure 112010054979953-pat00076
May be calculated as shown in Equation 11 below.

Figure 112010054979953-pat00077
Figure 112010054979953-pat00077

[수학식 11]에서

Figure 112010054979953-pat00078
Figure 112010054979953-pat00079
에 속하는 부채널 블록 인덱스
Figure 112010054979953-pat00080
의 대역폭,
Figure 112010054979953-pat00081
Figure 112010054979953-pat00082
에 속하는 부채널 블록 인덱스
Figure 112010054979953-pat00083
에서 사용자
Figure 112010054979953-pat00084
의 채널 함수,
Figure 112010054979953-pat00085
Figure 112010054979953-pat00086
에 속하는 부채널 블록 인덱스
Figure 112010054979953-pat00087
에서의 잡음 전력을 각각 나타낸다. 또한,
Figure 112010054979953-pat00088
는 [수학식 5]로 계산된 사용자
Figure 112010054979953-pat00089
Figure 112010054979953-pat00090
,
Figure 112010054979953-pat00091
Figure 112010054979953-pat00092
에 해당하는 모든 부채널 블록 각각에 할당 가능한 인가 전력을 나타낸다.In Equation 11
Figure 112010054979953-pat00078
Is
Figure 112010054979953-pat00079
Subchannel block index belonging to
Figure 112010054979953-pat00080
Bandwidth,
Figure 112010054979953-pat00081
Is
Figure 112010054979953-pat00082
Subchannel block index belonging to
Figure 112010054979953-pat00083
From
Figure 112010054979953-pat00084
Channel function,
Figure 112010054979953-pat00085
silver
Figure 112010054979953-pat00086
Subchannel block index belonging to
Figure 112010054979953-pat00087
Denotes the noise power at. Also,
Figure 112010054979953-pat00088
Is the user calculated by [Equation 5]
Figure 112010054979953-pat00089
end
Figure 112010054979953-pat00090
,
Figure 112010054979953-pat00091
Wow
Figure 112010054979953-pat00092
Represents an applied power that can be allocated to each subchannel block corresponding to

또한,

Figure 112010054979953-pat00093
는 다음 [수학식 12]와 같이 표현될 수 있다. Also,
Figure 112010054979953-pat00093
May be expressed as Equation 12 below.

Figure 112010054979953-pat00094
Figure 112010054979953-pat00094

[수학식 12]에서,

Figure 112010054979953-pat00095
Figure 112010054979953-pat00096
에 속하는 부채널 블록 인덱스
Figure 112010054979953-pat00097
에서 사용자
Figure 112010054979953-pat00098
의 채널 함수를 나타내며, 사용자
Figure 112010054979953-pat00099
는 각 부채널 블록에서
Figure 112010054979953-pat00100
를 인가하는 것으로 가정하기로 한다.In Equation 12,
Figure 112010054979953-pat00095
Is
Figure 112010054979953-pat00096
Subchannel block index belonging to
Figure 112010054979953-pat00097
From
Figure 112010054979953-pat00098
Represents a channel function of
Figure 112010054979953-pat00099
In each subchannel block
Figure 112010054979953-pat00100
It is assumed to apply.

연속 부채널 블록 할당 판별 과정(S212)에서는, 연속 할당 시 이득이 발생한다고 판단될 경우 해당 범위 부채널 블록을 할당할 수 있다. 현 시점에서 선정된 부채널 블록

Figure 112010054979953-pat00101
Figure 112010054979953-pat00102
값이
Figure 112010054979953-pat00103
의 값보다 더 클 경우(조건2),
Figure 112010054979953-pat00104
를 포함한
Figure 112010054979953-pat00105
Figure 112010054979953-pat00106
로 정의하고 이에 속하는 부채널 블록을
Figure 112010054979953-pat00107
에 할당하는 것으로 판별할 수 있다. 조건2는 다음 [수학식 13]과 같이 예시될 수 있다.In the continuous subchannel block allocation determining process (S212), when it is determined that a gain occurs during continuous allocation, the corresponding subchannel block may be allocated. Subchannel block selected at this time
Figure 112010054979953-pat00101
of
Figure 112010054979953-pat00102
Value is
Figure 112010054979953-pat00103
Is greater than the value of (condition2),
Figure 112010054979953-pat00104
Including
Figure 112010054979953-pat00105
To
Figure 112010054979953-pat00106
Subchannel block
Figure 112010054979953-pat00107
It can be determined by assigning to. Condition 2 may be exemplified by Equation 13 below.

Figure 112010054979953-pat00108
Figure 112010054979953-pat00108

(조건2)를 만족하지 않을 경우, 현 시점에서 해당 부채널 블록을 할당하지 않고 다음 [수학식 14]를 이용하여

Figure 112010054979953-pat00109
Figure 112010054979953-pat00110
로 갱신한 후 다음 시점의 할당 부채널 블록을 선정하기 위해 과정(S204)으로 피드백할 수 있다.If (Condition 2) is not satisfied, do not allocate the corresponding subchannel block at this time and use the following [Equation 14].
Figure 112010054979953-pat00109
To
Figure 112010054979953-pat00110
After updating to, it may be fed back to the process (S204) to select the allocation subchannel block of the next time.

Figure 112010054979953-pat00111
Figure 112010054979953-pat00111

연속 할당 시 이득이 발생한다고 판단될 경우, 해당 범위 부채널 블록을 할당할 수 있다. 현 시점에서 선정된 부채널 블록

Figure 112010054979953-pat00112
Figure 112010054979953-pat00113
값이 미 할당 미 할당 부채널 블록 중 최대값이므로,
Figure 112010054979953-pat00114
보다
Figure 112010054979953-pat00115
의 값이 더 크거나 같을 경우,
Figure 112010054979953-pat00116
Figure 112010054979953-pat00117
역시 미 할당 부채널 블록 중 최대 이득값이 될 수 있다.
Figure 112010054979953-pat00118
값이
Figure 112010054979953-pat00119
보다 크거나 같을 경우(조건3),
Figure 112010054979953-pat00120
에 속하는 부채널 블록을
Figure 112010054979953-pat00121
에 할당하는 것으로 판별할 수 있다. 조건3은 다음 [수학식 15]와 같이 표현될 수 있다.If it is determined that a gain occurs during continuous allocation, the corresponding range subchannel block may be allocated. Subchannel block selected at this time
Figure 112010054979953-pat00112
of
Figure 112010054979953-pat00113
Since the value is the maximum value among unallocated subchannel blocks,
Figure 112010054979953-pat00114
see
Figure 112010054979953-pat00115
Is greater than or equal to
Figure 112010054979953-pat00116
of
Figure 112010054979953-pat00117
It may also be the maximum gain value among unallocated subchannel blocks.
Figure 112010054979953-pat00118
Value is
Figure 112010054979953-pat00119
Greater than or equal to (condition 3)
Figure 112010054979953-pat00120
Subchannel blocks belonging to
Figure 112010054979953-pat00121
It can be determined by assigning to. Condition 3 may be expressed as in Equation 15 below.

Figure 112010054979953-pat00122
Figure 112010054979953-pat00122

조건3을 만족하지 않을 경우, 현 시점에서 해당 부채널 블록을 할당하지 않고 다음 [수학식 16]를 이용하여

Figure 112010054979953-pat00123
Figure 112010054979953-pat00124
로 갱신한 후 다음 시점의 할당 부채널 블록을 선정하기 위해 과정(S204)으로 피드백할 수 있다.If condition 3 is not satisfied, the subchannel block is not allocated at this point and the following [Equation 16] is used.
Figure 112010054979953-pat00123
To
Figure 112010054979953-pat00124
After updating to, it may be fed back to the process (S204) to select the allocation subchannel block of the next time.

Figure 112010054979953-pat00125
Figure 112010054979953-pat00125

한편, 할당 과정(S208)(S214)에서는, 상술한 할당 여부 판별 결과에 따라

Figure 112010054979953-pat00126
또는
Figure 112010054979953-pat00127
에 속한 부채널 블록을
Figure 112010054979953-pat00128
에 할당할 수 있다. 이는 각 경우에 대해
Figure 112010054979953-pat00129
에 할당된 부채널 블록 집합에 새롭게 할당된 부채널 블록을 포함시키는 것으로 구현될 수 있다. 또한, 미할당 부채널 블록 집합에서 할당된 부채널 블록을 다음 할당 시점 이동 전에 제외시킬 수 있다.On the other hand, in the assigning process (S208) (S214), according to the above-mentioned assignment determination result.
Figure 112010054979953-pat00126
or
Figure 112010054979953-pat00127
Subchannel blocks belonging to
Figure 112010054979953-pat00128
Can be assigned to For each case
Figure 112010054979953-pat00129
It may be implemented by including the newly allocated subchannel block in the subchannel block set assigned to the. In addition, the subchannel block allocated in the unassigned subchannel block set may be excluded before the next allocation time shift.

먼저, 단독 할당 과정(S208)에서는, 다음 [수학식 17]과 같이

Figure 112010054979953-pat00130
Figure 112010054979953-pat00131
의 원소에 포함시킬 수 있으며, 또한
Figure 112010054979953-pat00132
를 아래와 같이 변경할 수 있다.First, in the single assignment process (S208), as shown in Equation 17 below.
Figure 112010054979953-pat00130
To
Figure 112010054979953-pat00131
Can be included in the element of
Figure 112010054979953-pat00132
Can be changed to

Figure 112010054979953-pat00133
Figure 112010054979953-pat00133

연속 할당 과정(S214)에서는,

Figure 112010054979953-pat00134
Figure 112010054979953-pat00135
에 연속하여 할당하고
Figure 112010054979953-pat00136
,
Figure 112010054979953-pat00137
를 다음 [수학식 18]과 같이 각각 갱신할 수 있다.In the continuous allocation process (S214),
Figure 112010054979953-pat00134
To
Figure 112010054979953-pat00135
Assign consecutively to
Figure 112010054979953-pat00136
,
Figure 112010054979953-pat00137
Each can be updated as shown in [Equation 18].

Figure 112010054979953-pat00138
Figure 112010054979953-pat00138

3) 순차적인 부채널 블록 할당을 위한 갱신 과정(S216)3) Update process for sequential subchannel block allocation (S216)

다음 시점 할당을 위한 갱신 과정(S216)에서는 다음 시점 부채널 블록 할당을 위해 현 시점의 할당 결과를 반영하여 각 사용자 별 할당 가능 부채널 블록 및 기 할당된 부채널 블록 집합

Figure 112010054979953-pat00139
와 미 할당된 부채널 블록 집합
Figure 112010054979953-pat00140
를 갱신할 수 있다. 모든 부채널 블록 할당이 완료된 경우 할당 절차를 종료할 수 있다.
In the updating process for allocating the next time point (S216), the assignable subchannel block and the pre-assigned subchannel block set for each user are reflected to reflect the result of the current time point for the next time subchannel block assignment.
Figure 112010054979953-pat00139
And unallocated subchannel block set
Figure 112010054979953-pat00140
Can be updated. If all subchannel block allocation is completed, the allocation procedure can be terminated.

도 3은 도 2의 순차적인 부채널 블록 할당을 위한 갱신 과정(S216)의 상세 동작 과정을 예시한 흐름도이다.3 is a flowchart illustrating a detailed operation of the update process S216 for sequential subchannel block allocation of FIG. 2.

도 3에 예시한 바와 같이, 갱신 과정(S216)은 사용자별 할당 가능 부채널 블록 범위 갱신 과정(S218), 할당 가능 부채널 블록 사용자 갱신 과정(S220), 미할당 부채널 블록 유무 확인 과정(S222) 등을 포함할 수 있다.As illustrated in FIG. 3, the update process S216 may include an assignable subchannel block range update process S218 for each user, an assignable subchannel block user update process S220, and an unassigned subchannel block presence check process S222. ) May be included.

먼저, 사용자별 할당 가능 부채널 블록 범위 갱신 과정(S218)은, 도 4에 도시한 바와 같은

Figure 112010054979953-pat00141
갱신 시 아직까지 할당받은 부채널 블록이 없는 사용자인 경우와, 도 5에 도시한 바와 같은 기 할당된 부채널 블록이 있는 사용자인 경우로 나누어 수행할 수 있다. 이때, 아직까지 할당받은 부채널 블록이 없는 사용자의 경우
Figure 112010054979953-pat00142
Figure 112010054979953-pat00143
와 동일하며, 기 할당된 부채널 블록이 있는 사용자인 경우
Figure 112010054979953-pat00144
Figure 112010054979953-pat00145
혹은
Figure 112010054979953-pat00146
를 제외하는 연속적인 부채널 블록의 집합으로 구성된다.First, a user-assignable subchannel block range update process (S218) may be performed as illustrated in FIG. 4.
Figure 112010054979953-pat00141
This may be performed by dividing into a case in which the user does not have a subchannel block allocated yet at the time of updating and a case in which the user has a previously allocated subchannel block as shown in FIG. 5. In this case, the user who does not have a subchannel block allocated yet
Figure 112010054979953-pat00142
Is
Figure 112010054979953-pat00143
Is the same as that of the user who has a pre-allocated subchannel block
Figure 112010054979953-pat00144
Is
Figure 112010054979953-pat00145
or
Figure 112010054979953-pat00146
It consists of a set of consecutive subchannel blocks excluding.

① 미 할당 사용자① Unassigned user

사용자

Figure 112010054979953-pat00147
에 할당된 부채널 블록이 없을 경우(즉,
Figure 112010054979953-pat00148
), 미 할당된 모든 부채널 블록은 사용자
Figure 112010054979953-pat00149
에 할당할 수 있으므로,
Figure 112010054979953-pat00150
Figure 112010054979953-pat00151
와 동일하며, 다음 [수학식 19]와 같이 갱신할 수 있다.user
Figure 112010054979953-pat00147
If no subchannel block is assigned to
Figure 112010054979953-pat00148
), All unassigned subchannel blocks
Figure 112010054979953-pat00149
Can be assigned to,
Figure 112010054979953-pat00150
Is
Figure 112010054979953-pat00151
The same as, and can be updated as shown in Equation 19.

Figure 112010054979953-pat00152
Figure 112010054979953-pat00152

② 할당 사용자② Assigned User

현 시점에서 단독으로 부채널 블록을 할당받은

Figure 112010054979953-pat00153
, 현 시점에서 연속으로 부채널 블록을 할당받은
Figure 112010054979953-pat00154
와 그 전 시점에서 부채널 블록을 할당받은 사용자
Figure 112010054979953-pat00155
를 구분하여 갱신할 수 있다.At this time, the subchannel block is allocated by itself.
Figure 112010054979953-pat00153
In this case, subchannel blocks are allocated consecutively at this point.
Figure 112010054979953-pat00154
User assigned subchannel block at and before
Figure 112010054979953-pat00155
Can be updated separately.

②-1 :

Figure 112010054979953-pat00156
사용자가
Figure 112010054979953-pat00157
를 할당받은 경우②-1:
Figure 112010054979953-pat00156
User
Figure 112010054979953-pat00157
Is assigned

Figure 112010054979953-pat00158
에 할당된 부채널 블록
Figure 112010054979953-pat00159
를 포함하는 미 할당 연속 부채널 블록으로
Figure 112010054979953-pat00160
가 축소될 수 있다. 이때,
Figure 112010054979953-pat00161
Figure 112010054979953-pat00162
보다 작은 인덱스를 갖는 기 할당된 부채널 블록 중에서 최대 인덱스를 갖는 부채널 블록으로 정의하고,
Figure 112010054979953-pat00163
Figure 112010054979953-pat00164
보다 큰 인덱스를 갖는 기 할당된 부채널 블록 중에서 최소 인덱스를 갖는 부채널 블록으로 각각 정의했을 때,
Figure 112010054979953-pat00165
는 다음 [수학식 20]과 같이 갱신될 수 있다.
Figure 112010054979953-pat00158
Subchannel Blocks Assigned to
Figure 112010054979953-pat00159
To an unallocated contiguous subchannel block containing
Figure 112010054979953-pat00160
Can be reduced. At this time,
Figure 112010054979953-pat00161
To
Figure 112010054979953-pat00162
Defined as a subchannel block having the maximum index among the pre-allocated subchannel blocks having a smaller index,
Figure 112010054979953-pat00163
To
Figure 112010054979953-pat00164
When each of the subchannel blocks having the larger index is defined as the subchannel block having the smallest index,
Figure 112010054979953-pat00165
May be updated as shown in Equation 20 below.

Figure 112010054979953-pat00166
Figure 112010054979953-pat00166

②-2 :

Figure 112010054979953-pat00167
사용자가
Figure 112010054979953-pat00168
를 할당받은 경우②-2:
Figure 112010054979953-pat00167
User
Figure 112010054979953-pat00168
Is assigned

현 시점에서

Figure 112010054979953-pat00169
Figure 112010054979953-pat00170
에 할당하는 경우,
Figure 112010054979953-pat00171
로 인하여,
Figure 112010054979953-pat00172
의 변화가 발생하지 않으므로
Figure 112010054979953-pat00173
는 그대로 유지될 수 있다.At this point
Figure 112010054979953-pat00169
To
Figure 112010054979953-pat00170
If you assign to
Figure 112010054979953-pat00171
Due to
Figure 112010054979953-pat00172
Change does not occur
Figure 112010054979953-pat00173
May remain as it is.

②-3 : 기 할당

Figure 112010054979953-pat00174
사용자 경우②-3: Gi Allocation
Figure 112010054979953-pat00174
User case

현 시점에서 할당된 부채널 블록

Figure 112010054979953-pat00175
혹은
Figure 112010054979953-pat00176
가 기 할당
Figure 112010054979953-pat00177
Figure 112010054979953-pat00178
에 포함되는 경우,
Figure 112010054979953-pat00179
혹은
Figure 112010054979953-pat00180
와 해당하는 미 할당 부채널 블록을 제외시킨다. 이때,
Figure 112010054979953-pat00181
Figure 112010054979953-pat00182
Figure 112010054979953-pat00183
Figure 112010054979953-pat00184
모두를 포함할 수 있다.Subchannel block allocated at this time
Figure 112010054979953-pat00175
or
Figure 112010054979953-pat00176
Top assignment
Figure 112010054979953-pat00177
of
Figure 112010054979953-pat00178
If included in
Figure 112010054979953-pat00179
or
Figure 112010054979953-pat00180
And the corresponding unallocated subchannel block are excluded. At this time,
Figure 112010054979953-pat00181
and
Figure 112010054979953-pat00182
Is
Figure 112010054979953-pat00183
Wow
Figure 112010054979953-pat00184
It can include everything.

이는 다음 [수학식 21]과 같이 표현될 수 있다.This may be expressed as Equation 21 below.

Figure 112010054979953-pat00185
Figure 112010054979953-pat00185

현 시점에서 할당된 부채널 블록

Figure 112010054979953-pat00186
혹은
Figure 112010054979953-pat00187
가 기 할당
Figure 112010054979953-pat00188
Figure 112010054979953-pat00189
에 포함되지 않은 경우,
Figure 112010054979953-pat00190
의 변화가 발생하지 않으므로
Figure 112010054979953-pat00191
는 그대로 유지될 수 있다.Subchannel block allocated at this time
Figure 112010054979953-pat00186
or
Figure 112010054979953-pat00187
Top assignment
Figure 112010054979953-pat00188
of
Figure 112010054979953-pat00189
If not included in
Figure 112010054979953-pat00190
Change does not occur
Figure 112010054979953-pat00191
May remain as it is.

할당 가능 부채널 블록 범위 갱신 과정(S218)이 완료되면, 할당 가능 부채널 블록 사용자, 예를 들어

Figure 112010054979953-pat00192
에 대한 갱신 과정(S220)을 수행할 수 있다.When the assignable subchannel block range update process (S218) is completed, the assignable subchannel block range user, for example
Figure 112010054979953-pat00192
An update process (S220) may be performed.

할당되지 않은 부채널 블록

Figure 112010054979953-pat00193
의 할당 가능한 사용자 집합
Figure 112010054979953-pat00194
Figure 112010054979953-pat00195
Figure 112010054979953-pat00196
의 원소가 아닌 경우 제외하며, 다음 [수학식 22]와 같이 갱신할 수 있다.Unallocated subchannel block
Figure 112010054979953-pat00193
Assignable user set of
Figure 112010054979953-pat00194
Is
Figure 112010054979953-pat00195
end
Figure 112010054979953-pat00196
Except when it is not an element of, it can be updated as shown in [Equation 22].

Figure 112010054979953-pat00197
Figure 112010054979953-pat00197

할당 가능 부채널 블록 사용자가 갱신되면, 미할당 부채널 블록이 존재하는지를 판단할 수 있다(S222).When the assignable subchannel block user is updated, it may be determined whether an unallocated subchannel block exists (S222).

구체적으로, 할당되지 않은 부채널 블록이 있는지 확인한 후 존재 조건(조건4)을 만족하는 경우에 과정(S202)으로 피드백하고, 조건4를 만족하지 않을 경우에는 부채널 할당 절차를 종료할 수 있다. 조건4는 다음 [수학식 23]과 같이 표현될 수 있다.Specifically, after checking whether there is an unallocated subchannel block, if the existence condition (condition 4) is satisfied, the process returns to step S202, and if the condition 4 is not satisfied, the subchannel allocation procedure may be terminated. Condition 4 may be expressed as Equation 23 below.

Figure 112010054979953-pat00198
Figure 112010054979953-pat00198

다음으로, 본 발명의 실시예에 따른 OFDMA 시스템에서의 스케줄링 방법이 적용되는 경우를 도 6을 참조하여 예시적으로 설명하기로 한다.Next, a case in which a scheduling method in an OFDMA system according to an embodiment of the present invention is applied will be described with reference to FIG. 6.

예를 들어, 전체 4명의 이용자와 4개의 부채널 블록을 갖는 간단한 SC-FDMA 시스템을 가정하자. 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 스케줄링 방법으로 할당하는 경우와 종래의 스케줄링 방법으로 할당하는 경우의 차이점을 나타낸 도표이다.For example, assume a simple SC-FDMA system with a total of four users and four subchannel blocks. FIG. 6 is a diagram illustrating a difference between an allocation method using a scheduling method and an allocation method according to a conventional scheduling method. Referring to FIG.

우선, 본 발명의 실시예에 따른 스케줄링 방법으로 부채널 블록을 할당하는 경우, 부채널 블록(c)에서 이용자2와 이용자 1간의

Figure 112010054979953-pat00199
값이 5로서 전체 주파수 대역에서 가장 큰 차이가 난다. 따라서, 부채널 블록(c)를 이용자 2에게 할당할 수 있다.First, when a subchannel block is allocated by the scheduling method according to an embodiment of the present invention, the subchannel block (c) between user 2 and user 1
Figure 112010054979953-pat00199
The value 5 is the largest difference over the entire frequency band. Therefore, the subchannel block c can be allocated to the user 2.

이후, 또 다시 최대

Figure 112010054979953-pat00200
값을 가지는 부채널 블록을 검색하면, 이용자 2가 부채널 블록(a)에서 최대값인 4를 가지고 있으나, 부채널 블록(c)와 연결하여 할당하여야 하므로 새로운
Figure 112010054979953-pat00201
값을 구하기 위해 상술한 [수학식 7]을 적용할 수 있다. 이때,
Figure 112010054979953-pat00202
가 3으로 변경되고 이 값으로 부채널 블록(a)의
Figure 112010054979953-pat00203
을 갱신할 수 있다.After, up again
Figure 112010054979953-pat00200
When a subchannel block having a value is searched for, user 2 has a maximum value of 4 in the subchannel block (a), but a new channel is allocated in connection with the subchannel block (c).
Figure 112010054979953-pat00201
Equation 7 described above may be applied to obtain a value. At this time,
Figure 112010054979953-pat00202
Is changed to 3 and this is the value of the subchannel block (a).
Figure 112010054979953-pat00203
Can be updated.

갱신 이후에도 부채널 블록(a)가 전체 미 할당된 부채널 블록에서 최대

Figure 112010054979953-pat00204
을 가지므로, 부채널 블록 (a)를 이용자 2에게 할당하고, 연결되는 부채널 블록(b) 역시 이용자 2에게 할당할 수 있다. 따라서, 이용자 2는 부채널 블록(a), (b), (c)를 연속적으로 할당받게 되며, SC-FDMA 제한조건을 위반하지 않는다. 마지막으로 부채널 블록 (d)에서 최대
Figure 112010054979953-pat00205
을 가지는 이용자 (c)을 할당하고 본 발명의 실시예에 따른 스케줄링 과정을 종료하며, 이때 시스템 전체 이득은 29로 될 수 있다.Subchannel block (a) is the maximum in all unallocated subchannel blocks even after updating.
Figure 112010054979953-pat00204
Since the subchannel block (a) is assigned to the user 2, the subchannel block (b) to be connected can also be assigned to the user 2. Thus, User 2 is allocated subchannel blocks (a), (b) and (c) consecutively and does not violate the SC-FDMA constraint. Finally, in subchannel block (d),
Figure 112010054979953-pat00205
Allocating a user (c) having a and terminates the scheduling process according to an embodiment of the present invention, wherein the system overall gain may be 29.

그러나, 종래의 스케줄링 방법으로 부채널 블록을 할당할 경우, 이용자 2는 최대값을 갖는 부채널 블록(a)만 할당 받을 수 있으며, 이용자 1이 부채널 블록(b)와 (c), 이용자 3이 부채널 블록(d)를 각각 할당 받게 된다. 따라서, 종래의 스케줄링 방법에 의한 시스템 전체 이득은 25가 되며, 이것은 본 발명의 실시예에 따른 스케줄링 방법보다 시스템 전체 이득이 낮아짐을 의미한다.
However, when the subchannel block is allocated by the conventional scheduling method, the user 2 can be assigned only the subchannel block (a) having the maximum value, and the user 1 is the subchannel block (b) and (c), the user 3 Each of these subchannel blocks d is allocated. Therefore, the system overall gain by the conventional scheduling method is 25, which means that the system overall gain is lower than the scheduling method according to the embodiment of the present invention.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에서는, OFDMA 시스템에서의 상향링크에서 부채널을 효율적으로 할당하는 방식, 구체적으로 여러 부채널 블록에서의 채널품질 차이값을 비교하여 채널품질이 최대인 이용자를 채널품질 차이값이 최대인 부채널 블록에 먼저 할당하는 방식을 적용함으로써, 상향링크 용량을 극대화하도록 구현한 것이다.
As described above, in the embodiment of the present invention, a method of efficiently allocating subchannels in uplink in an OFDMA system, specifically, compares channel quality difference values of various subchannel blocks to select a user having a maximum channel quality. It is implemented to maximize uplink capacity by applying a method of first assigning a subchannel block having a maximum channel quality difference value.

102: 채널품질 측정부
104: 부채널 블록 구성부
106: 스케줄링부
108: 갱신부
102: channel quality measurement unit
104: subchannel block configuration
106: scheduling unit
108: update unit

Claims (17)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 상향링크 주파수 대역을 사용자 수에 대응하는 부채널 블록으로 구성하는 과정과,
구성되는 상기 부채널 블록에서 할당 부채널 블록을 선정하는 과정과,
선정되는 상기 할당 부채널 블록에서 채널품질이 최대인 클라이언트 단말을 할당 클라이언트 단말로 선정하는 과정과,
선정되는 상기 할당 부채널 블록 및 상기 할당 클라이언트 단말에 대한 할당 여부를 결정하는 과정을 포함하되,
상기 할당 부채널 블록을 선정하는 과정은, 다수의 미할당 부채널 블록에서 제1 미할당 부채널 블록의 가능 전송률과 제2 미할당 부채널 블록의 가능 전송률 간의 차값을 구하여 부채널 블록 선정 기준값을 계산하는 과정을 포함하는
직교 주파수 분할 다중 액세스 시스템에서의 스케줄링 방법.
Configuring an uplink frequency band into subchannel blocks corresponding to the number of users;
Selecting an allocated subchannel block from the configured subchannel block;
Selecting a client terminal having a maximum channel quality as the assigned client terminal in the assigned subchannel block;
Determining whether to allocate the allocated subchannel block and the assigned client terminal to be selected;
The process of selecting an allocated subchannel block may include obtaining a difference value between a possible transmission rate of a first unallocated subchannel block and a possible transmission rate of a second unallocated subchannel block in a plurality of unassigned subchannel blocks. Involving the process of calculating
Scheduling in Orthogonal Frequency Division Multiple Access Systems.
제 11 항에 있어서,
상기 할당 부채널 블록을 선정하는 과정은, 상기 제1 미할당 부채널 블록의 가능 전송률과 상기 제2 미할당 부채널 블록의 가능 전송률 간의 차값이 최대인 부채널 블록을 후보로 선정하는 과정을 포함하는
직교 주파수 분할 다중 액세스 시스템에서의 스케줄링 방법.
The method of claim 11,
The selecting of the allocated subchannel block includes selecting as a candidate a subchannel block having a maximum difference between a possible data rate of the first unallocated subchannel block and a possible data rate of the second unassigned subchannel block. doing
Scheduling in Orthogonal Frequency Division Multiple Access Systems.
제 11 항에 있어서,
상기 할당 클라이언트 단말로 선정하는 과정은, 상기 제1 미할당 부채널 블록의 가능 전송률과 상기 제2 미할당 부채널 블록의 가능 전송률 간의 차값이 최대인 부채널 블록의 최대 채널품질 클라이언트 단말을 상기 할당 클라이언트 단말로 선정하는 과정을 포함하는
직교 주파수 분할 다중 액세스 시스템에서의 스케줄링 방법.
The method of claim 11,
The selecting of the assigned client terminal may include: assigning a maximum channel quality client terminal of a subchannel block having a maximum difference between a possible transmission rate of the first unallocated subchannel block and a possible transmission rate of the second unassigned subchannel block. Including selecting a client terminal
Scheduling in Orthogonal Frequency Division Multiple Access Systems.
제 11 항에 있어서,
상기 할당 여부를 결정하는 과정은,
상기 할당 클라이언트 단말에 기 할당된 부채널 블록이 존재하는지를 판단하는 과정과,
상기 기 할당된 부채널 블록이 존재하면 상기 할당 부채널 블록을 상기 할당 클라이언트 단말에게 단독 할당하는 과정과,
상기 기 할당된 부채널 블록이 존재하지 않으면 연속 할당 판별 여부 기준값을 계산하는 과정과,
계산되는 상기 연속 할당 판별 여부 기준값이 상기 제1 미할당 부채널 블록의 가능 전송률과 상기 제2 미할당 부채널 블록의 가능 전송률 간의 차값 이상이면 상기 할당 부채널 블록을 상기 기 할당된 부채널 블록에 연속으로 할당하는 과정을 포함하는
직교 주파수 분할 다중 액세스 시스템에서의 스케줄링 방법.
The method of claim 11,
The process of determining whether to assign the,
Determining whether a pre-allocated subchannel block exists in the allocating client terminal;
Allocating the allocated subchannel block solely to the allocating client terminal when the pre-allocated subchannel block exists;
Calculating a reference value for determining successive allocation if the pre-allocated subchannel block does not exist;
The allocated subchannel block is assigned to the pre-allocated subchannel block if the calculated continuous allocation discrimination reference value is equal to or greater than a difference between a possible transmission rate of the first unallocated subchannel block and a possible transmission rate of the second unassigned subchannel block. Including the process of assigning consecutively
Scheduling in Orthogonal Frequency Division Multiple Access Systems.
제 11 항에 있어서,
상기 직교 주파수 분할 다중 액세스 시스템에서의 스케줄링 방법은,
상기 할당 여부를 결정하는 과정 이후에 순차적인 부채널 블록 할당을 위한 부채널 블록 범위를 갱신하는 과정을 더 포함하는
직교 주파수 분할 다중 액세스 시스템에서의 스케줄링 방법.
The method of claim 11,
Scheduling in the orthogonal frequency division multiple access system,
The method may further include updating a subchannel block range for sequential subchannel block allocation after the determining of the allocation.
Scheduling in Orthogonal Frequency Division Multiple Access Systems.
제 15 항에 있어서,
상기 갱신하는 과정은,
클라이언트 단말 별 할당 가능 부채널 블록 범위를 갱신하는 과정과,
할당 가능한 부채널 블록 클라이언트 단말을 갱신하는 과정과,
할당되지 않은 부채널 블록 유무를 확인하는 과정을 포함하는
직교 주파수 분할 다중 액세스 시스템에서의 스케줄링 방법.
The method of claim 15,
The updating process,
Updating the assignable subchannel block range for each client terminal;
Updating the assignable subchannel block client terminal;
Including checking for the presence of unassigned subchannel blocks
Scheduling in Orthogonal Frequency Division Multiple Access Systems.
제 16 항에 있어서,
상기 직교 주파수 분할 다중 액세스 시스템에서의 스케줄링 방법은,
상기 할당되지 않은 부채널 블록 유무를 확인하는 과정에서 상기 할당되지 않은 부채널 블록이 존재하면 상기 부채널 블록 선정 기준값을 계산하는 과정으로 피드백하는 과정을 더 포함하는
직교 주파수 분할 다중 액세스 시스템에서의 스케줄링 방법.
17. The method of claim 16,
Scheduling in the orthogonal frequency division multiple access system,
And in the process of checking whether or not the unassigned subchannel block exists, feeding back to the process of calculating the subchannel block selection reference value when the unassigned subchannel block exists.
Scheduling in Orthogonal Frequency Division Multiple Access Systems.
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논문: Effects of Non-homogeneous SINR Estimation Error Statistics on Scheduling Performance in OFDM Downlink Systems *
논문: Effects of Non-homogeneous SINR Estimation Error Statistics on Scheduling Performance in OFDM Downlink Systems*

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